【图像处理】课堂复习笔记3——图像灰度变换
【图像处理】课堂复习笔记3——图像灰度变换
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三、图像灰度变换
3.1 概念
灰度变换的目的是为了改善画质，使图像的显示效果更加清晰。
- 灰度变化的形式：
是原图像 在点 的灰度级. 是处理后图像 在点 的灰度级.
3.2 基本灰度变换
3.2.1 图像反转
作用：黑的变白，白的变黑
公式表达:
3.2.2 对数变换
表达公式：
有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失
解决办法是对原图进行灰度级压缩，如对数变换
3.3.3 幂次变换
表达公式：
和 是正常数 提高灰度级，在正比函数上方，使图像变亮. 降低灰度级，在正比函数下方，使图像变暗
3.3.4 线性灰度变换
当图象成象时曝光不足或过度、或由于成象设备的非线性和图象记录设备动态范围太窄等因素，产生对比度不足的弊病，使图象中的细节分辨不清，这时可将灰度范围线性扩展。
表达式：
3.4.5 分段线性函数
将感兴趣的灰度范围线性拓展，相对抑制不感兴趣的灰度区域
最简单的分段线性函数就是对比拉伸变换
表达式：
用于削波和阈值化（用于机器视觉）
3.4.6 灰度级切片
- 方式 1：关心范围指定较高值，其它指定较低值.
- 方式 2：关心范围指定较高值，其它保持不变
3.3 直方图均衡化
3.3.1 图像直方图的定义
灰度级在范围 [0，L-1] 的数字图像的直方图是一个离散函数：
其中，
3.3.2 直方图均衡
- 找到一种变换
, 使直方图变平直 - 为使变换后的灰度仍保持从黑到白的单一变化顺序，且变换范围与原先一致。必须规定：
- 在
中， 是单调递增函数，且 - 反变换
也为单调递增函数，
- 在
- 直方图均衡变换：
- 离散形式：
- 基本思想：像素个数多的灰度级进行展宽，像素个数少的灰度级进行缩减合并。
- 直方图均衡化实现步骤：
- 求灰度直方图
- 计算灰度分布概率
- 计算灰度级从小到大的累计分布
- 计算新图像的灰度值
- 直方图均衡化特点：
- 灰度级减少，出现 “简并” 现
- 对比度增加，图像更加清晰
- 动态范围增加，直方图更加平坦
- 适用于对比度较弱或灰度值集中的图像
- 直方图规定化：
- 修改一幅图象的直方图，使得它与另一幅图象的直方图匹配或具有一种预先规定的函数形状
- 目标：突出我们感兴趣的灰度范围，使图象质量改善
- 通过均衡化的直方图作为桥梁：
直方图均衡化, 的直方图接近均匀分布 直方图均衡化的逆过程， 的直方图接近均匀分布
